SE524771C2 - Anordning och förfarande för kollisionstest - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 771 .... ._ ¿3 L- Lv av... ~ ~ n TEKNIKENS STÅNDPUNKT Kollisionstestanläggningar med syftet att testa säkerhets- egenskaper hos fordon såsom bilar och lastbilar står inför nya och hårdare krav allteftersom nya normer uppställs för de förhållanden under vilka krocktester skall äga rum.

I enlighet därmed måste framtidens testanläggningar kunna erbjuda en möjlighet att på ett mer realistiskt sätt fram- ställa verkliga kollisionsförhållanden, vilket inbegriper att ge en framställning om det retardationsstadium som nor- malt föregår en verklig krock på grund av aktiv bromsning.

Således bör bilen eller liknande, efter att ha släppts iväg frän anordningen (dragrep, motor och tralla) som används för att accelerera den, underkastas en retardation under vilken en bromskraft aktivt påförs den.

Aktiv bromsning med hjälp av bromsarna hos själva bilen kommer inte att vara tillräckligt eftersom den inte ger den erfordrade styrbarheten och repeterbarheten hos testförhàl- landena.

Befintliga testanläggningar bör därför uppgraderas för att kunna utföra sådan aktiv retardation eller ersättas av nya anläggningar med förmåga att genomföra nämnda aktiva retar- dation. ÄNDAMÅLET MED UPPFINNINGEN Ett ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla en an- ordning och ett förfarande genom vilka ett objekt som skall underkastas ett kollisionstest effektivt och aktivt retar- deras så att retardationen motsvarar retardationen som ob- jektet skulle underkastas under normal drift vid en krock- situation.

Ett annat ändamål med uppfinningen är också att presentera ett förfarande och en anordning som tillåter mycket nog- 10 15 20 25 30 35 5215:: 771 _ . . . » n 3 grann retardation av testobjektet. Den noggranna retarda- tionen bör vara repeterbar, vilket betyder att samma re- tardationsförhàllanden bör vara möjliga att àstadkomma för olika tester pá ett kontrollerbart sätt.

Anordningen och förfarandet skall ocksà tillàta fortsatt retardation fram till just den punkt där objektet kolli- derar.

KORT REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen uppnàs med hjälp av den inled- ningsvis definierade kollisionstestanordningen, vilken kännetecknas av att den innefattar ett andra medel för att (separat) förbinda dragrepet med nämnda objekt och verka som en bromsanordning för efterföljande retardation av objektet för att kunna genomföra ett retardationsstöttest före krocken.

Företrädesvis innefattar det andra förbindningsmedlet en tralla som fästes vid dragrepet, varvid nämnda andra medel anordnas för att separat förbinda dragrepet med nämnda ob- jekt. Det andra förbindningsmedlet kan emellertid innefatta vilket slags element som helst som upprättar en styv för- bindning mellan dragrepet och objektet under dess retarda- tion men pàverkar inte testobjektets beteende i det ögon- blick dà det senare kolliderar. Att bromsa objektet med hjälp av det första förbindningsmedlet, som normalt är en tralla fäst vid frontpartiet pà testobjektet, är följakt- ligen inte en bra lösning eftersom en sàdan tralla antingen mäste avlägsnas kort före kollisionsögonblicket eller ound- vikligen kommer att pàverka testobjektets beteende vid kol- lisionsögonblicket. Med ”styv förbindning” menas en för- bindning där längden hos det andra förbindningsmedlet inte alls eller bara nagot ändras under retardationen. Med andra ord förblir objektets läge i förhàllande till det första dragrepet i allmänhet det samma under retardation ända fram till kollisionsögonblicket. Följaktligen àstadkoms retarda- - un: 10 15 20 25 30 35 (TI f D IL. 771 4 tionen av objektet genom en motsvarande bromsning eller re- tardation av rörelsen hos dragrepet som används för den föregàende accelerationen därav. Därigenom används samma drivutrustning (motor, bromsar, dragrep osv) bàde för acce- leration och retardation av testobjektet.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen inne- fattar det andra förbindningsmedlet ett andra dragrep och det andra dragrepet är anordnat att förbindas vid ena änden till testobjektet och vid andra änden till nämnda tralla.

Ytterligare fördragna utföringsformer av anordningen enligt uppfinningen definieras i de beroende patentkraven 5-9. Ändamålet med uppfinningen uppnàs också med hjälp av det inledningsvis definierade förfarandet som kännetecknas av att en retardationskraft pàförs objektet med hjälp av ett separat andra förbindningsmedel som förbinds med dragrepet och objektet, och genom att retardera det rörliga första dragrepet. Det andra förbindningsmedlet kan utformas sàsom beskrivits tidigare i texten. Objektets läge i förhållande till dragrepet bibehàlls med hjälp av det andra förbind- ningsmedlet.

I en föredragen utföringsform av förfarandet enligt uppfin- ningen innefattar det andra förbindningsmedlet ett andra dragrep, som fästes vid det första dragrepet i ena änden och till objektet vid den andra änden och som förspänns innan objektet retarderas med hjälp av detta. Företrädesvis förspänns det andra dragrepet innan accelerationen av objektet pàbörjas.

Enligt uppfinningen fästes det andra förbindningsmedlet till det första dragrepet i en punkt bakom den bakre delen av objektet betraktat i dess rörelseriktning.

Ytterligare fördelar och särdrag hos föreliggande uppfin- ning kommer att beskrivas i följande detaljerade beskriv- 10 15 20 25 30 35 Eíšfi 'i";f1 5 ning av en föredragen utföringsform och i de bifogade pa- tentkraven.

FIGURBESKRIVNING Föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas med hjälp av exempel under hän- visning till bifogade ritningar, där: figur l är en schematisk perspektivvy av en kollisionstest- anordning enligt uppfinningen innefattande ett arrangemang med dubbla trummor, figur 2 är en schematisk sidovy av en del av kollisionsan- ordningen enligt figur 1, figur 3 är en schematisk vy av en kollisionstestanordning innefattande en drivskiva, och figur 4 är en schematisk vy av en kollisionstestanordning innefattande ett arrangemang med en enkel trumma.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning skall nu beskrivas tillämpad pà tre huvudtyper av arrangemang för acceleration och retardation av ett kollisionstestobjekt.

En första utföringsform, visad i figur 1, där anordningen innefattar ett dubbelt motor- och dubbelt trumarrangemang av modern konstruktion skall beskrivas närmare i det föl- jande. Uppfinningstanken skulle emellertid lika väl kunna tillämpas pà det slag av nutida krocktestanordningar som enbart använder en motor och/eller trumma och som visas i figur 3. Vid detta slag av arrangemang är det första drag- repet bàde pàhasplat och avhasplat fràn en och samma trumma under driften. 10 15 20 25 30 35 (_51 m Ja.

-J w _¿ 6 En lika möjlig tredje utföringsform, där anordningen inne- fattar ett drivskivearrangemang i stället för ett trumar- rangemang, visas i figur 4. Här anordnas ett dragrep som en ändlös lina som omriktas genom tva motstàende trissor, av vilka åtminstone en drivs av en motor. Detta slags driv- skivearrangemang är kanske den vanligaste idag i syfte att accelerera och styra kollisionstestobjekt.

Figur 1 visar en kollisionstestanordning enligt en första utföringsform av uppfinningen. Anordningen anordnas i syfte att utföra kollisionstester mellan ett första och ett andra testobjekt l, 2 ett första och andra fordon, bil. 2. Här innefattar objekten l, eller mer exakt en första och en andra Anordningen innefattar första dragrep 3, 4 i syfte att dra och accelerera det första och andra objektet l, 2 mot var- andra tills de möts och kolliderar på ett förutbestämt ställe. andra bana 5, 4 bildar delar av en första och en 2 mot 6 innefattar en första tralla 20 Dragrepen 3, 6 för att dra och styra objekten 1, varandra. Varje bana 5, (se fig 2) som via objektet l, 3, 4. och har en pinne eller liknande via vilken den griper in i 2 dras av respektive dragrep Trallan är fastklämd vid det tillhörande repet 3, 4 objektet 1, 2. Den löper i ett lämpligt utformat spàr eller urtag anordnad inuti, pà eller under ett golv, varvid nämn- da spàr eller urtag tillàter styrning av trallan i tvà riktningar, vertikalt och horisontellt mot rörelserikt- ningen hos objektet l, 2 som dras därav.

Den första och andra banan 5, 6 sträcker sig i horisontal- planet och är anordnade för att tilláta anpassning av vin- keln G mellan dem, dvs vinkeln mellan rörelseriktningarna hos det första och andra objektet 1, 2 är variabel. Man 6 sà att àt- företrädes- i syfte att tillàta tester där skulle kunna tänka sig att anordna banorna 5, minstone en av dem erbjuder en valfri lutning, vis en reglerbar lutning, 10 15 20 25 30 35 o u - . .- 524 771 7 àtminstone ett av objekten 1, 2 konfronterar det andra ob- jektet medan det rör sig i en sluttande riktning.

Anordningen innefattar också en första och andra trumma 9, 10 i syfte att haspla och avhaspla det första dragrepet 3 under dragningen av det första objektet 1. Varje bana 5, 6 innefattar vidare ett par ledrullar 7, 8 via vilka repet leds till respektive trumma. Anordningen innefattar en mot- svarande tredje och fjärde trumma 11, 12 för det andra dragrepet 4. Motorer 13, 14, 15, 16 som är moment-, hastig- hets- och lägesstyrda driver var sin trumma 9-12. Åtmin- stone en av trummorna 9-12 är utrustad med bromsar, före- i syfte att tillàta snabb hastig- hetsreduktion eller stopp. Dà den första och andra banan 5, trädesvis skivbromsar, 6 med sina respektive dragrep 3, 4, trummor 9-12 och moto- rer 13-16 generellt är identiska vad gäller arrangemanget, kommer endast den första banan att beskrivas närmare i det följande.

Den första trumman 9 är anordnad vid en ändregion hos banan 5 och drivs av en första motor 13. Den andra trumman 10 är anordnad vid motstaende startändregion hos banan och drivs av en andra motor 14. Vid dragning av det först objektet 1 hasplas det först dragrepet 3 pà den först trumman 9 medan det avhasplas fràn den andra trumman 10. Det bör emellertid understrykas att trummorna kan drivas i motsatta riktningar om sà är nödvändigt, t ex för att utföra ett kollisionstest vid den andra änden av testbanan. Ett i och för sig känt styrsystem (inklusive lämplig datorprogramvara) styr moto- rerna 13, 14 sà att en förutbestämd repspänning erhàlls ge- nom hela testförloppet, fràn den initiala accelerationen till det slutliga upphörandet av dragrepsrörelsen under ett kollisionstest. Samma principer gäller för den andra banan 6. Banorna 5, 6 är oberoende i den meningen att dragrepen 3, 4 styrs individuellt (inte via nàgon gemensam rulle eller liknande), och följaktligen kan hastigheterna hos det första och andra objektet 1, 2 följa mycket olika läges- 10 15 20 25 30 35 (,"l r a _15 »q ...à hastighetsprofiler under ett och samma testkollisionsför- lopp.

Bortsett fràn de element som används för att accelerera och behàlla hastigheten hos ett testobjekt innefattar anord- ningen ocksa en andra, bromsande tralla 21 som är ansluten första trallan ett krocktest (se fig 2). Den andra trallan positioneras pà ett sàdant till dragrepet 3 vid en position bakom den 20 sett i trallornas rörelseriktning under avstànd fràn den första trallan 20 att den kommer att be- finna sig bakom en bakre ände av det dragna objektet l, företrädesvis 10-20 meter bakom nämnda bakre ände. Företrä- desvis styrs den andra trallan i samma spàr och pà samma sätt som beskrevs ovan för den första trallan 20. Den andra trallan kan emellertid alternativt positioneras mycket när- företrädesvis i storleksordningen l meter, bakom den I detta fall innefattar den andra trallan en utlösningsfunktion liknande den hos mafe, bakre änden av det dragna objektet. den drivande trallan 20 som nämnts ovan.

Som visas i figur 2 är ett andra dragrep eller en andra lina 22, trallan 21 i ena änden och anordnad att anslutas till det företrädesvis av stal, ansluten till den andra dragna objektet 1, möjligtvis till en bakre del av objektet 1, sàsom en dragkrok eller en dragögla. För att àstadkomma bästa möjliga likhet med normala bromsningsförhàllanden, där fordonsfronten sänks nagot, skulle emellertid det andra dragrepet 22, som ett alternativ, kunna fästas vid front- delen pà fordonet, t ex nära främre hjulaxeln eller främre stötfàngaren. Före acceleration av objektet 1 kopplas det andra dragrepet 22 till objektet l och förspänns i viss man.

Under ett krocktest accelereras objektet l sàsom beskrivits ovan. Vid en viss punkt när en tillräcklig förvald hastig- het har uppnåtts, frigörs den första dragande trallan 20 fràn sitt ingrepp i objektet 1. Vid frigörning av den för- sta trallan 20 appliceras en bromskraft pà det rörliga ...u 10 15 20 25 30 35 f! fl 'V1 52%' / f 9 dragrepet 3 vid vilket den andra trallan 21 är fästad.

Därvid pàförs en bromskraft pà objektet 1 via det första dragrepet 3, 22. den andra trallan 21 och det andra dragrepet Bromskraften styrs genom att styra maskineriet, som här utgörs av den andra trumman 10 och den andra motorn 14.

Bromskraften styrs sà för att fà retardationen av objektet 1 att likna ett specifikt driftförhàllande hos objektet.

Här är objektet 1 en bil och retardationen skall likna en retardation under kraftig bromsning av bilen, sàsom fallet vore vid en incident sàsom en bilkrock.

I de föredragna fall dà en testdocka är placerad i bilen fàr dockan uppleva en mera realistisk hastighetsändring före krocken. Dockans huvud kommer t ex att befinna sig i en annan position än om enbart frigàng tillämpas under retardationen, vilket gör det möjligt att studera en mer realistisk effekt av aktiverade krockkuddar pà dockan.

Bromstrallan retarderar således objektet utan att dockan underkastas andra spänningar än under normal panikbromsning omedelbart före en kollision.

Bromsning med hjälp av den andra trallan 21 och det andra dragrepet 22 utförs ända tills det ögonblick dà det första objektet 1 träffar det andra objektet 2. Hastigheten hos den andra trallan 21 och det andra dragrepet 22 reduceras dà snabbt för att förhindra att de kraschar mot det krock- ade objektet 1, vilket ytterligare påverkar testresultatet och leder till skador.

Företrädesvis mäts läge och hastighet hos testobjektet 1 kontinuerligt under accelerationen och retardationen för att uppnà ett mycket exakt styrt sammanstötningsförhållande vid krocken. Hastighets- och lägesmätningarna skulle exem- pelvis kunna utföras med hjälp av en laseranordning 17, 18 (visad i fig 1), vars utdata överförs och används som in- data till en styrenhet och behandlas med hjälp av dator- 10 15 20 25 30 35 524 7'?'”i 10 programvara. Styrsignaler till motorerna, såsom den andra motorn 14, och möjligen till bromsarna hos trummorna, såsom den andra trumman 10 (eller drivskivan, se nedan), avges sedan från styrenheten baserat på indatan från läges- och hastighetsmätningarna.

Det andra dragrepet 22 bör förspännas innan ett test star- tar för att förhindra att repet töjs ut onödigt mycket under bromsning av objektet 1 med hjälp av detta. Överdri-' ven töjning av det andra dragrepet 22 under retardationen skulle resultera i svårigheter att exakt styra hastighet och läge hos testobjektet med hjälp av den andra motorn 14 och den andra trumman 10 och följaktligen svårigheter att uppnå exakt kontrollerade sammanstötningsförhållanden.

I figur 3 visas ett arrangemang med en enkel motor och en enkel trumma där, under acceleration och retardation av kollisionstestobjekt 1, ett första dragrep 23 avhasplas från hälften av en trumma 24, leds till en trissa 25 eller liknande vid en motsatt ände av kollisionstestbanan, omrik- tas av trissan 25 och återförs till trumman 24, samt hasp- las på den andra hälften av trumman 24. En första tralla 20, samma sätt med avseende på det första dragrepet 23 som i en andra tralla 21 och ett andra dragrep 22 anordnas på den första utföringsformen som beskrivits ovan. En enkel motor 26 anordnas i avsikt att driva trumman 24. Driften av motorn 26 styrs med avseende på uppmätt hastighet och läge hos testobjektet under ett test. Det skall förstås att an- ordningen skulle kunna innefatta ytterligare arrangemang kända inom teknikens ståndpunkt, t ex en ytterligare triss- anordning för att styra spänningen i det första dragrepet under acceleration och retardation.

I figur 4 visas en utföringsform där anordningen innefattar en första och en andra trissa 27, 28, varav den ena drivs av en schematiskt visad motor 29. Driften av motorn 29 styrs med avseende på uppmätt hastighet och läge hos test- objektet under ett test. Varje trissa är ett roterande » nu» 10 15 20 25 771 o ~ - n a~ 521%- ll skivliknande element som är försett med ett spar eller liknande (icke visat) för att styra ett första dragrep 30.

Det första dragrepet är anordnat som ett ändlöst rep som 28. Följaktligen förekommer ingen haspling och avhaspling av repet som i de första tralla 20, löper mellan och riktas av trissorna 27, tidigare beskrivna utföringsformerna. En en andra tralla 21 och ett andra dragrep 22 är anordnade pà samma sätt med avseende pà det första dragrepet 30 som i den första utföringsformen som beskrivits ovan.

Det bör inses att ovanstàende beskrivning av uppfinningen har gjorts som ett exempel och att alternativa utförings- former torde vara uppenbara för en fackman. Det angivna skyddsomfànget definieras emellertid i patentkraven som har stöd i beskrivningen och de bifogade ritningarna.

Termen ”tralla” bör t ex betraktas i sin vidaste betydelse och bör innefatta alla slags mekaniska kopplingar som skulle kunna används för att ansluta ett dragrep till ett objekt sàsom beskrivits ovan.

Claims (12)

10 l5 20 25 30 35 PATENTKRÄV

1. Kollisionstestanordning innefattande ett dragrep (3), medel (9-14) för att driva dragrepet (3), ett första medel (20) för att förbinda dragrepet med ett objekt (1) som skall accelereras med hjälp av det rörliga dragrepet (3) och underkastas ett kollisionstest, kännetecknad av att den innefattar ett andra medel (21, 22) för att förbinda drag- repet (3) till nämnda objekt (l) och verka som en broms- anordning för därpá följande retardation av objektet (1).

2. Kollisionstestanordning enligt patentkrav l, känneteck- (2l, 22) en tralla (21) som är fäst vid dragrepet (3). nad av att det andra förbindningsmedlet innefattar

3. Kollisionstestanordning enligt patentkrav l eller 2, kännetecknad av att det andra förbindningsmedlet (21, 22) innefattar ett andra dragrep (22).

4. Kollisionstestanordning enligt patentkrav 3, känneteck- nad av att det andra dragrepet (22) är anordnat att förbin- das vid ena änden till testobjektet (l) och vid andra änden till nämnda tralla.

5. Kollisionstestanordning enligt nagot av patentkrav l-4, kännetecknad av att det andra förbindningsmedlet (21, 22) definierar en generellt icke-elastisk förbindning mellan det drivna första dragrepet (3) och testobjektet (1).

6. Kollisionstestanordning enligt patentkrav 4 eller 5, kännetecknad av att det andra dragrepet (22) är i ett förspänt tillstànd före och vid start av dess bromsförlopp.

7. Kollisionstestanordning enligt nàgot av patentkrav l-6, kännetecknad av att det andra förbindningsmedlet är fäst vid dragrepet (3) objektet (1) i en punkt bakom den bakre änden av test- sett i dess rörelseriktning. 10 15 20 25 30 35 52 'i 771 e . u - nu 13

8. Kollisionstestanordning enligt nagot av patentkrav 1-7, kännetecknad av att den innefattar ett bromsarrangemang (10, 14) för bromsning av det första dragrepet (3) för att retardera testobjektet (1).

9. Kollisionstestanordning enligt nagot av patentkrav 1-8, kännetecknad av att objektet (1) är ett fordon, företrädes- vis ett fordon för att transportera människor, och närmare bestämt en bil, en buss eller en lastbil.

10. Förfarande för bromsning av en kollisionstestanordning där testanordningen accelereras och därefter retarderas före kollisionen, varvid testobjektet (1) accelereras med hjälp av ett dragrep (3), ett medel (9-14) för att driva (20) med objektet (1), kännetecknat av att en retardationskraft dragrepet och ett medel för att förbinda dragrepet (3) pàförs objektet med hjälp av ett separat andra förbind- (21, 22) objektet (1) samt att det rörliga första dragrepet (3) re- ningsmedel som är anslutet till dragrepet (3) och tarderas.

11. Förfarande enligt patentkrav 10, kännetecknat av att det andra förbindningsmedlet innefattar ett andra dragrep (22) och vid objektet i andra änden och som förspänns innan objektet (1) som fästes vid det första dragrepet (3) i ena änden retarderas med hjälp därav.

12. Förfarande enligt patentkrav 10 eller 11, kännetecknat 22) det första dragrepet (3) i en punkt bakom bakre delen av objektet (1) av att det andra förbindningsmedlet (21, är fäst vid sett i dess rörelseriktning. o :nu